JP2005077990A - 画像形成装置の現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高湿度環境においても安定してトナー担持体を帯電させ、地肌カブリの発生を抑制できる電子写真方式の画像形成装置の現像装置を提供する。
【解決手段】 像担持体１１に対向する位置にトナー担持体１２が配置され、トナー担持体１２には、トナーＴの層厚を規制する規制部材１５、トナー帯電部材１７が接触配置されている。トナー担持体１２は、導電性を調整したシリコーンゴムローラ等から構成されるベース層の表面にウレタン樹脂等の表層を形成し、トナー担持体の表面抵抗率を１×１０⁸ Ω／□以上とする。トナー担持体１２の表面抵抗率を高く設定することで、トナー担持体１２とトナー帯電部材１７との間の放電によるトナー担持体１２の局所的な劣化を低減し、地肌カブリを抑制し、高湿度環境においても安定してトナー担持体を帯電させることができ、画像品質を低下させるおそれがない。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置の現像装置に関し、特に、様々な条件下でも安定したトナー帯電性を確保することができるトナー担持体を備えた画像形成装置の現像装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、現像剤として非磁性トナーを使用する一成分系現像剤を使用するものがある。この画像形成装置では、非磁性トナーを搬送するトナー担持体の表面にトナーを保持させ、トナーを像担持体に対向する現像領域に搬送する途中において、トナー担持体の表面にトナー規制部材を圧接させてトナー担持体の表面にトナーの薄層を形成するとともに、トナー規制部材との間の摩擦によりトナーに十分な摩擦帯電電荷を付与させるように構成されている。そして、トナー担持体の表面に形成された帯電トナーの薄層に像担持体の表面に形成された静電潜像を接触させ、画像の現像（接触現像）を行うものである（特許文献１参照）。

このような接触現像方式に用いられるトナー担持体に求められる性能としては、従来から帯電性、耐久性、耐固着性、即ち環境にトナーを飛散させない耐環境性等が求められていた。接触現像方式では、非接触現像に比べて良好な現像性（ＩＤ）を確保し易いこと、現像ギャップ（像担持体と現像ローラの間隔）の調整が不要なこと、等の長所がある反面、画像の非印字部にトナーが付着する「地肌カブリ」と言われる現象が発生しやすくなる等の短所が指摘されている。

このような地肌カブリの発生などの問題を解決するため、トナー担持体上のトナーに接近してトナー帯電部材を設け、トナー帯電部材に、トナーに対して放電開始電圧以上のトナーと同極性のバイアス電圧を印加し、トナー担持体との間に放電を発生させてトナーを帯電させる構成が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。
特開平１１−１４３２１６号公報。 特開２０００−３１５０１４号公報。 特開２００１−３４０４６号公報。

上記した従来の構成によれば、トナーを十分に帯電させることができ、地肌カブリの発生は低減することができるが、新たに、以下のような不都合が見出された。即ち、上記した従来の構成によれば、トナーの帯電性は全体としてみれば向上したが、画像上に放電ムラが原因と推定される画像ノイズの発生が見られ、また、トナー担持体の表層の一部の局所的に導電性の高い部分に放電が集中し、トナー担持体の劣化が促進されることが見出された。

また、重合トナーなどの吸湿性の高いトナーを使用する場合、高湿度環境で使用すると、現像電界による地肌カブリが発生した。これは、像担持体の表面電位（Ｖ０）と現像バイアス電位（Ｖｂ）の差が大きいときに顕著に発生することが明らかになった。この発明は上記した課題の解決を目的とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、トナー担持体と、前記トナー担持体上のトナー量を規制するトナー規制部材と、前記トナー規制部材と現像領域との間に配置されたトナー帯電部材とを有する画像形成装置の現像装置において、前記トナー担持体の表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□以上であることを特徴とする画像形成装置の現像装置である。

そして、前記トナー担持体は、表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□以上で１×１０¹²Ω／□以下であるを特徴とする画像形成装置の現像装置である。

また、前記トナー担持体は、像担持体と接触していることを特徴とする画像形成装置の現像装置である。

さらに、前記トナー担持体は、少なくとも弾性体のベース層と表層とから構成され、トナー担持体の全抵抗が１×１０⁵ 以上１×１０⁸ Ω以下で、表層の表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□以上であることを特徴とする画像形成装置の現像装置である。

以上説明したとおり、この発明によれば、トナー担持体の表面抵抗率を１×１０⁸ Ω以上に設定するものであるから、表面抵抗率が十分に高いために局所的にも表面抵抗率が低く導電性を持った部分がなくなるので、トナー担持体とトナー帯電部材との間の放電による局所的な劣化の起こる可能性を低減することができる。また、表面抵抗率を高くすることにより、現像電界による地肌カブリを抑制することができる。

また、トナー担持体の全抵抗よりも表層の表面抵抗率を高くすることにより、地肌カブリを抑制することができ、また、チャージアップによる現像性の変動やゴーストの発生など画像品質を低下させるおそれがない。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

＜現像装置の構成＞
図１は、この発明の実施の形態の現像装置１０の構成の概略を説明する断面図で、現像装置１０は、一成分系のトナーＴを収容する装置ケース１９は、装置ケース１９の内部が２つの室に仕切られており、トナーＴを収容する収容室１９ａにはトナーＴを撹拌する回転型のアジテータ１３が配置されており、トナーＴをトナー担持体１２に供給する供給室１９ｂには、供給室１９ｂの下側で、像担持体１１に対向する位置にトナー担持体１２が回転自在に配置されているほか、トナーＴをトナー担持体１２に供給するトナー供給ローラ１４がトナー担持体１２に接触して回転可能に配置されている。収容室１９ａと供給室１９ｂとはその一部で連通し、トナーＴが収容室１９ａと供給室１９ｂとの間を移動可能に構成されている。

トナー担持体１２には、トナー供給ローラ１４から供給されたトナーＴの層厚を規制するトナー規制部材１５が接触配置されており、現像領域に移動するトナー担持体１２上のトナーＴの層厚を所定の厚さに規制すると共に、トナー規制部材１５がトナーＴと摩擦して、トナーＴを摩擦、帯電させている。また、トナー担持体１２には、現像バイアス電源１６が接続されており、像担持体１１に接触しているトナー担持体１２に現像バイアス電圧を印加することで、トナー担持体１２のトナーＴに電荷を付与し、トナーＴを像担持体１１の上に形成された静電潜像に吸着させて静電潜像を顕像化する。

このほか、トナーＴを帯電させるトナー帯電部材１７がトナー規制部材１５と像担持体１１の現像領域との中間に配置されており、バイアス電源１８からトナー担持体１２上のトナーＴに対して放電電圧以上で、且つトナーＴの極性と同一極性の所定のＤＣ電圧が印加され、トナー担持体１２とトナー帯電部材１７との間の放電によりトナーを帯電させるように構成されている。トナーの帯電量は、１０μｃ／ｇ以上〜６０μｃ／ｇ以下が好ましい。

上記した実施の形態では、トナー帯電部材１７として帯電ローラ１７ａが示されており、トナー担持体１２に圧接してこれに従動して回転するように構成されているが、トナー帯電部材１７は帯電ローラ１７ａに限られず、帯電ブラシ、固定配置された帯電ブレードなどであってもよい。また、トナー担持体１２と非接触に配置されていてもよい。非接触配置の場合は、トナー担持体１２とトナー帯電部材１７との間隔は１００μｍ〜１ｍｍ程度が適当である。

図２は、図１に示す現像装置１０の変形例を示す断面図であって、図１に示す現像装置１０のトナー帯電部材１７である帯電ローラ１７ａを、固定配置された帯電ブレード１７ｃに置き換えたものである。図２に示す現像装置１０の構成は、図１に示す現像装置１０とトナー帯電部材１７の構成が相違するだけであるから、同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

＜トナー担持体の構成＞
トナー担持体１２には、ロール型のものと、ベルト型のものとがある。以下、これ等について説明する。図３は、ロール型のトナー担持体１２の構成を説明する断面図である。トナー担持体１２は、アルミニウムなどで構成された芯金２１の上にベース層２２を設け、さらにベース層２２の上に表層２３を設けて構成される。

ベース層２２は硬度５０°以下の導電性ゴム層からなり、厚みは０．５ｍｍから６ｍｍ程度が好ましい。導電性ゴム層の体積抵抗率は１×１０⁴ Ω〜１×１０¹⁰Ω程度が好ましい。導電性ゴム層の材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴムなどが使用されるが、これ等に限られるものではない。そして導電性を与えるために導電剤を混合し、電気抵抗値を調整する。

導電剤としては、電子導電剤であるケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられる。このほか、イオン導電剤も使用可能である。

表層２３は、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ＮＢＲ樹脂など含窒素樹脂のフイルムが荷電性の点から好ましい。厚みは１μｍ〜１００μｍ、好ましくは５μｍ〜３０μｍ程度である。表層の表面抵抗率は、１×１０⁸ Ω／□以上１×１０¹²Ω／□の以下、好ましくは５×１０⁸ Ω／□以上１×１０¹¹Ω以下がよい。表層を設けた状態でのトナー担持体１２の全抵抗は１×１０⁴ Ω〜１×１０⁸ Ω／□程度が好ましく、表層の表面抵抗率は全抵抗よりも高いことが望ましい。表層の表面抵抗率だけを高めることにより、放電が一部に集中したり、現像電界による地肌カブリなどを防止することができる。

トナー担持体の全抵抗を高めて放電の一部集中や、現像電界による地肌カブリなどを防止しようとすると、トナー帯電部材に電荷が残留するという不都合の発生するおそれがあり、好ましくない。表層の表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□未満であると、現像電界による地肌カブリが発生したり、リーク（放電開始電圧以下でトナー担持体から電流が流れ出して、予定した放電開始電圧を印加できない状態）が起こり易くなる。また、表層の表面抵抗率が１×１０¹²Ω／□を越えると、特に低温低湿度の環境において、チャージアップによる現像性能の変動やゴーストの発生など、画像品質を低下させるおそれがある。

表層の表面粗さＲａは０．３μｍ以上５μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．７μｍ以上３μｍ以下が好ましい。表層の表面粗さＲａを調整するための方法は特に限定されないが、表層を形成する材料に粗さ調整剤を添加するのが一般的である。粗さ調整剤としては、アクリル樹脂等の有機材料の微粒子、シリカ、アルミナ等の無機材料の微粒子の添加が望ましい。また、必要に応じて、表層を形成する材料にイソシアネート化合物、メチロール化合物、エポキシ化合物等の架橋剤を添加してもよい。さらに、表層２３とベース層２２との間にシランカップリング剤や重合体などの接着層を設けてもよい。

図４は、ベルト型のトナー担持体３０の構成を説明する断面図である。ベルト型のトナー担持体３０は、内部に導電性のスポンジローラなどを嵌めて駆動する無端ベルトであって、前記したトナー担持体１２に置き換えて使用することができる。

ベルト型のトナー担持体３０は、ベース層３１の上に表層３２を設けて構成される。ベース層３１は、厚み１０μｍ〜１ｍｍ、好ましくは１００μｍ〜３００μｍの合成樹脂材料又は金属からなる薄板であり、金属の場合はニッケル電鋳ベルトなどが使用される。合成樹脂材料を使用する場合は、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリイミド、ポリカーボネイト、ポリプロピレン等が使用される。そして導電性を与えるために、トナー担持体１２の場合と同じく、導電剤を混合して電気抵抗値を調整する。導電剤としては、電子導電剤であるケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられる。このほか、イオン導電剤も使用可能である。

表層３２は、その構成材料、表面抵抗率等、表層の表面粗さＲａなどは、トナー担持体１２の表層と同じであるから、ここでは詳細な説明を省略する。

＜トナー帯電部材の構成＞
次に、図５を参照してトナー帯電部材１７について説明する。図５の（ａ）及び（ｂ）は、トナー帯電部材１７を帯電ローラで構成したものの構成を説明する断面図である。図５の（ａ）は、例えばステンレススチールなどの外径３ｍｍ程度の芯金４１の表面に、カーボンブラック等を配合して導電性を調整したウレタン樹脂等の導電性合成樹脂からなる厚み１ｍｍ程度の表層４２を設けた帯電ローラ１７ａである。また、図５の（ｂ）は、例えばステンレススチールなどの外径３ｍｍ程度の芯金４１の表面にカーボンブラック等を配合して導電性を調整した導電性合成樹脂からなる厚み１ｍｍ程度の層４３を設け、更にその表面にウレタン樹脂などの合成樹脂からなる厚み３０μｍ程度の表層４４を設けた帯電ローラ１７ｂである。

さらに、トナー帯電部材１７は、固定配置された帯電ブレードであってもよい。図５の（ｃ）は帯電ブレード１７ｃの構成を説明する断面図である。帯電ブレード１７ｃは、例えばステンレススチールなどの厚み５ｍｍ程度の芯金４５の表面に、カーボンブラック等を配合して導電性を調整したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂からなる厚み１００μｍ程度のシート４６を貼着したものである。

トナー帯電部材の全抵抗は１×１０⁶ Ω以上に設定する。トナー帯電部材のトナー担持体に接触している面又は非接触での近接している面の表面抵抗率は、前記したトナー帯電部材の全抵抗より高いことが好ましい。トナー帯電部材の全抵抗の上限値は１×１０¹¹Ωであって、好ましくは１×１０⁸ Ωである。高すぎると放電開始電圧が高くなり過ぎ、好ましくない。トナー帯電部材の全抵抗を１×１０⁶ Ω〜１×１０⁸ Ωの範囲に調整すると、トナー担持体の表面抵抗が高いため電荷のリークが起こりにくく、また導電性の調整がしやすく、安定して製造することができる。

トナー帯電部材の表面抵抗率の上限値は１×１０¹²Ω／□程度である。トナー帯電部材の形状にかかわらず、表面に内部よりも抵抗の高い高抵抗層を設けたものが好ましい。トナー帯電部材の表面のみをある程度高抵抗にした方が、帯電状態を均一にすることができるからである。前記したように全抵抗を高めると放電開始電圧が高くなるが、全抵抗をある程度低く抑えた状態で表面抵抗率をある程度高める方が、帯電状態を均一にすることができて好ましい。トナー帯電部材の表面抵抗率は、１×１０⁷ Ω／□〜１×１０¹²Ω／□の範囲であることが好ましい。

＜トナー担持体及びトナー帯電部材の物理的特性と測定装置＞
上記説明では、トナー担持体及びトナー帯電部材の物理的特性を示す値として、「全抵抗」及び「表面抵抗率」という用語を使用して説明したが、ここで、全抵抗及び表面抵抗率について説明する。

まず、トナー担持体及びトナー帯電部材の全抵抗を説明する。全抵抗とは、トナー担持体及びトナー帯電部材（以下、被測定部材という）の電源供給源から被測定部材に接触している面、又は非接触で近接している面までの抵抗である。図６は、被測定部材の全抵抗を測定する測定装置の概念図であって、金属板Ｐの上に被測定部材ＴＭを配置し、被測定部材ＴＭを荷重Ｗ（１ｋｇ）で押圧して金属板Ｐに接触させ、電源Ｅから被測定部材ＴＭを経て金属板Ｐに流れる電流Ｉの計測値から全抵抗を求める。単位は「Ω」である。

次に、トナー帯電部材の表面抵抗率を説明する。表面抵抗率とは、トナー担持体及びトナー帯電部材（以下、被測定部材という）の所定区域の表面の抵抗である。図７は、表面抵抗率を測定する測定装置の概念図であって、被測定部材の表面に、電源に接続された中心電極Ｄ１と円筒電極Ｄ２を当て、中心電極Ｄ１と円筒電極Ｄ２との間に流れる電流Ｉの計測値から表面抵抗率を求める。単位は「Ω／□」である。

＜使用されるトナー＞
この実施の形態の現像装置に使用するトナーについて説明する。使用するトナーは特に限定されず、従来より一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤、電荷制御剤、離型剤等を含有させたものが使用され、また、必要に応じて流動化剤等を添加させてもよい。トナーの製造に際しても、従来より一般に使用されている公知の方法、例えば粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法などを用いて製造することができる。

バインダー樹脂としては、ゲルパーミッションクロマトグラフ（ＧＰＣ）によって測定された数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜１５０００の範囲のものを、また、軟化温度が８０℃〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０℃〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

着色剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。

電荷制御剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えばモノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸系の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体等の有機金属錯体やキレート化合物等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。

離型剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独或いは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して１〜８重量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記流動化剤としても、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を、上記のトナー１００重量部に対して０．１〜３重量部の割合で添加させて用いるようにする。

＜トナー担持体及びトナー帯電部材の実施例とその評価＞
以下、トナー担持体及びトナー帯電部材の複数の実施例と、それを組み合わせた現像装置における、地肌カブリ、放電均一性、及びリーク（所定の放電開始電圧以下でトナー担持体から電流が流れだし、所定の放電開始電圧を印加できない状態）の有無の評価結果を説明する。トナー担持体の製造例はＡ１からＡ８までの８例ある。また、トナー帯電部材の製造例はＢ１からＢ６までの６例あり、それ等を組み合わせた実施例１乃至１０と比較例１乃至３について評価した。図８は、実施例１乃至１０と比較例１乃至３についての評価結果を示す図である。

以下、まず、トナー担持体の製造例、及びトナー帯電部材の製造例を説明する。

［トナー担持体の製造例Ａ１］
ロール型のトナー担持体１２の製造例である。易接着処理した直径８ｍｍのステンレススチール製の芯金を、直径１６．３ｍｍ、長さ２２０ｍｍの成形型に配置し、カーボンブラックで導電性を調整した２液型液状シリコーンゴムを注入し、１３０℃で２時間加硫し、外径１６ｍｍのシリコーンゴムローラを得た。このシリコーンゴムローラをコロナ放電処理し、シランカップリング剤で表面処理後、粗さ調整剤として粒径５μｍのシリカ微粒子及び導電剤としてカーボンブラックを含んだウレタン樹脂塗布液をゴム層の上にディップ法にて塗布して表層を形成した。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：３０度
ゴムの厚さ：４ｍｍ
表層の膜厚：１５μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０⁹ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：２×１０⁶ Ω
表面粗さＲａ：１．５μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の製造例Ａ２］
ロール型のトナー担持体１２の製造例である。易接着処理した直径１０ｍｍのステンレススチール製の芯金を、直径１６．３ｍｍ、長さ２２０ｍｍの成形型に配置し、カーボンブラックで導電性を調整した２液型液状シリコーンゴムを注入し、１３０℃で２時間加硫し、外径１６ｍｍのシリコーンゴムローラを得た。このシリコーンゴムローラをコロナ放電処理し、シランカップリング剤で表面処理後、粗さ調整剤として粒径５μｍのシリカ微粒子及び導電剤としてカーボンブラックを含んだポリアミド樹脂塗布液をゴム層の上にディップ法にて塗布して表層を形成した。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：１５度
ゴムの厚さ：３ｍｍ
表層の膜厚：３０μｍ
表層の表面抵抗率：３×１０⁸ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：１×１０⁵ Ω
表面粗さＲａ：０．８μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の製造例Ａ３］
ロール型のトナー担持体１２の製造例である。カーボンブラックで導電性を調整した後加硫成形して得られる直径１６．５ｍｍの導電性ＥＰＤＭゴムチューブを長さ２２０ｍｍに切断し、これに直径１０ｍｍのステンレススチール製の芯金を挿入し、研磨して外径を整えて外径１６ｍｍのＥＰＤＭゴムローラを得た。このＥＰＤＭゴムローラに対し、粗さ調整剤として粒径１０μｍのシリカ微粒子及び導電剤としてカーボンブラックを含んだＮＢＲ樹脂塗布液をゴム層の上にディップ法にて塗布して表層を形成した。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：４５度
ゴムの厚さ：３ｍｍ
表層の膜厚：２０μｍ
表層の表面抵抗率：２×１０¹⁰Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：４×１０⁷ Ω
表面粗さＲａ：２．０μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の製造例Ａ４］
ロール型のトナー担持体１２の製造例である。前記製造例Ａ１における２液型液状シリコーンゴムに混入させるカーボンブラックの量及びウレタン樹脂塗布液に含ませるカーボンブラックの量を変えて導電性を異ならせたほかは、製造例Ａ１と同様にしてトナー担持体を得た。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：３０度
ゴムの厚さ：４ｍｍ
表層の膜厚：１０μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０⁸ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：３×１０⁵ Ω
表面粗さＲａ：１．５μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の製造例Ａ５］
ロール型のトナー担持体１２の製造例である。前記製造例Ａ１における２液型液状シリコーンゴムに混入させるカーボンブラックの量及びウレタン樹脂塗布液に含ませるカーボンブラックの量を変えて導電性を異ならせたほかは、製造例Ａ１と同様にしてトナー担持体を得た。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：３０度
ゴムの厚さ：４ｍｍ
表層の膜厚：１０μｍ
表層の表面抵抗率：７×１０⁹ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：５×１０⁶ Ω
表面粗さＲａ：１．５μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の製造例Ａ６］
ベルト形式のトナー担持体３０の製造例である。外径１６ｍｍ、厚さ１５０μｍで、電子導電剤により抵抗が調整されたポリイミド製ベルトを作成し、その表面をコロナ放電処理し、シランカップリング剤で表面処理後、粗さ調整剤として粒径５μｍのシリカ微粒子及び導電剤としてカーボンブラックを含んだウレタン樹脂塗布液をゴム層の上にディップ法にて塗布して表層を形成した。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

表層の膜厚：１５μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０¹²Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：２×１０⁶ Ω
表面粗さＲａ：１．５μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の比較例Ａ７］
ロール型のトナー担持体の比較例である。前記製造例Ａ１における２液型液状シリコーンゴムに混入させるカーボンブラックの量及びウレタン樹脂塗布液に含ませるカーボンブラックの量を変えて導電性を異ならせたほかは、製造例Ａ１と同様にしてトナー担持体を得た。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：３０度
ゴムの厚さ：４ｍｍ
表層の膜厚：１５μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０⁷ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：５×１０⁵ Ω
表面粗さＲａ：１．５μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー担持体の比較例Ａ８］
ロール型のトナー担持体の比較例である。前記製造例Ａ１における２液型液状シリコーンゴムに混入させるカーボンブラックの量及びウレタン樹脂塗布液に含ませるカーボンブラックの量を変えて導電性を異ならせたほかは、製造例Ａ１と同様にしてトナー担持体を得た。トナー担持体の物理的特性は以下の通り。

ゴム硬度：３０度
ゴムの厚さ：４ｍｍ
表層の膜厚：１５μｍ
表層の表面抵抗率：３×１０⁶ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：５×１０⁵ Ω
表面粗さＲａ：１．５μｍ（東京精密（株）製サーフコム５５０使用）。

［トナー帯電部材の製造例Ｂ１］
トナー帯電部材１７の製造例である。直径３ｍｍのステンレススチール製の芯金の表面に、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合した導電性樹脂層を形成した。トナー帯電部材の物理的特性は以下の通り。

導電性樹脂層の膜厚：０．５ｍｍ
表層の表面抵抗率：１×１０⁹ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：１×１０⁶ Ω。

［トナー帯電部材の製造例Ｂ２］
トナー帯電部材１７の製造例である。直径３ｍｍのステンレススチール製の芯金の表面に、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合した導電性樹脂層を形成し、更にその上に厚さウレタンコート層を形成した。トナー帯電部材の物理的特性は以下の通り。

導電性樹脂層の膜厚：０．５ｍｍ
ウレタンコート層の膜厚：３０μｍ
表層の表面抵抗率：２×１０¹⁰Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：５×１０⁹ Ω。

［トナー帯電部材の製造例Ｂ３］
トナー帯電部材１７の製造例である。直径３ｍｍのステンレススチール製の芯金の表面に、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合した導電性樹脂層を形成し、更にその上に厚さウレタンコート層を形成した。トナー帯電部材の物理的特性は以下の通り。

導電性樹脂層の膜厚：１ｍｍ
ウレタンコート層の膜厚：３０μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０¹⁰Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：３×１０⁷ Ω。

［トナー帯電部材の製造例Ｂ４］
トナー帯電部材３１の製造例である。ステンレススチール製の芯金の表面に導電性を調整したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートを貼着した。トナー帯電部材の物理的特性は以下の通り。

樹脂シートの膜厚：１００μｍ
表層の表面抵抗率：４×１０⁹ Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：２×１０⁷ Ω。

［トナー帯電部材の製造例Ｂ５］
トナー帯電部材１７の製造例である。直径３ｍｍのステンレススチール製の芯金の表面に、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合した導電性樹脂層を形成し、更にその上に厚さウレタンコート層を形成した。トナー帯電部材の物理的特性は以下の通り。

導電性樹脂層の膜厚：１ｍｍ
ウレタンコート層の膜厚：３０μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０¹¹Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：５×１０⁷ Ω。

［トナー帯電部材の製造例Ｂ６］
トナー帯電部材１７の製造例である。直径３ｍｍのステンレススチール製の芯金の表面に、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合した導電性樹脂層を形成し、更にその上に厚さウレタンコート層を形成した。トナー帯電部材の物理的特性は以下の通り。

導電性樹脂層の膜厚：１ｍｍ
ウレタンコート層の膜厚：３０μｍ
表層の表面抵抗率：１×１０¹²Ω／□（三菱油化（株）製ハイレスタ使用）
全抵抗：１×１０¹⁰Ω。

［評価結果］
図８は、トナー担持体の製造例及び比較例Ａ１〜Ａ８と、トナー帯電部材の製造例Ｂ１〜Ｂ６とを組み合わせた実施例１乃至１０についての評価結果を示す図である。

図８の見方を説明する。実施例１は、トナー帯電部材が像担持体に接触して従動回転する接触ローラあり、トナー担持体は製造例Ａ１のもので、表面抵抗率が１×１０⁹ Ω／□、全抵抗が２×１０¹⁰Ωであること、トナー帯電部材は製造例Ｂ１のもので、表面抵抗率が１×１０⁹ Ω／□、全抵抗が１×１０⁶ Ωであることを示している。

評価結果のうち、ＨＨカブリは高温高湿度環境（ＨＨ環境）での地肌カブリの状態の評価を示す。地肌カブリがなく、像担持体の表面電位Ｖ0 と現像バイアスＶB の差の絶対値｜Ｖ0 −ＶB ｜が３００Ｖ以上の範囲にあるものを「○」、３００Ｖ未満のものを「×」で表示した。地肌カブリの状態は、ＤＣバイアスを印加した接触現像方式に改造したエプソン（株）社製のＬＰ−１５００Ｃに本発明の上記実施例の現像器を装着し、高温高湿度環境（ＨＨ環境）で画像サンプルを作成し、像担持体上の地肌カブリの状態を観察した。即ち、現像器にシアントナーを装填し、像担持体上の残存トナーを粘着テープに付着させて剥離し、これを紙に貼り付けて残存トナーの有無を目視により判断し、地肌カブリの有無を評価した。

放電均一性は、ドット画像サンプルを作成して目視により判断し、放電の不均一に基づく画像ノイズの全くないものを「◎」、多少の画像ノイズがあるが実用上支障のないものを「○」、実用上支障がある画像ノイズのあるものを「×」で表示した。

リークは、所定の放電開始電圧を印加できたものを「なし」、所定の放電開始電圧以下電流が流れ出し、所定の放電開始電圧を印加できなかったものを「あり」で表示した。

以上の評価結果によれば、ＨＨカブリについては実施例１乃至１０のいずれもカブリがなく、放電均一性については実施例１乃至１０のいずれも画像ノイズが全くないか、実用上支障のないものであった。また、リークにいても実施例１乃至１０のいずれも所定の放電開始電圧を印加することができた。また、比較例１乃至３のいずれも地肌カブリが発生し、実用上支障のあることが分かった。また、比較例１は放電しなかったので放電均一性の評価ができなかった。比較例３はトナー帯電部材がないので放電均一性及びリークの評価ができなかった。

以上、この発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態には、以下に記載する発明も含まれる。

（１）前記トナー帯電部材は、放電によりトナーを帯電させるトナー帯電部材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。

（２）前記トナー帯電部材は、固定部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。

（３）前記トナー帯電部材は、前記トナー担持体に従動して移動すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。

（４）前記トナー担持体は、ベース層の上に表層を設けて構成された無端ベルトであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。

この発明は、一成分系現像剤を使用する電子写真方式の画像形成装置の現像装置であって、トナー担持体の表面抵抗率を１×１０⁸ Ω／□以上とすることにより、高湿度環境においても安定してトナー担持体を帯電させ、地肌カブリの発生を抑制することが可能となった。

この発明の実施の形態の現像装置の構成の概略を説明する図。 図１に示す現像装置の変形例を説明する図。 ロール型のトナー担持体の構成を説明する断面図。 ベルト形式のトナー担持体の構成を説明する断面図。 トナー帯電部材の構成を説明する断面図。 トナー担持体及びトナー帯電部材の全抵抗を測定する測定装置の概念図。 トナー担持体及びトナー帯電部材の表面抵抗率を測定する測定装置の概念図。 トナー担持体及びトナー帯電部材の実施例と比較例の評価結果を示す図。

符号の説明

１０ 現像装置
１１ 像担持体
１２ トナー担持体（ロール型のトナー担持体）
１３ アジテータ
１４ トナー供給ローラ
１５ トナー規制部材
１６ 現像バイアス電源
１７ トナー帯電部材
１７ａ 帯電ローラ
１７ｂ 帯電ローラ
１７ｃ 帯電ブレード
１８ バイアス電源
１９ 装置ケース
２１ 芯金
２２ ベース層
２３ 表層
３０ トナー担持体（ベルト型のトナー担持体）
３１ ベース層
３２ 表層
４１ 芯金
４２ 表層
４３ 導電性合成樹脂からなる層
４４ 表層
４５ 芯金
４６ シート

Claims (5)

1. トナー担持体と、前記トナー担持体上のトナー量を規制するトナー規制部材と、前記トナー規制部材と現像領域との間に配置されたトナー帯電部材とを有する画像形成装置の現像装置において、
   前記トナー担持体の表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□以上であること
   を特徴とする画像形成装置の現像装置。
2. 前記トナー担持体は、表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□以上で１×１０¹²Ω／□以下であること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。
3. 前記トナー担持体は、像担持体と接触していること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。
4. 前記トナー担持体は、少なくとも弾性体のベース層と表層とから構成され、トナー担持体の全抵抗が１×１０⁵ 以上１×１０⁸ Ω以下で、表層の表面抵抗率が１×１０⁸ Ω／□以上であること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。
5. 前記トナー帯電部材は、全抵抗が１×１０⁶ 以上１×１０⁸ Ω以下であり、表面抵抗率（Ω／□）が全抵抗（Ω）よりも高いこと
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。

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